$\sum_{k=1}^{n} (3k^2 - 7k)$ を計算する問題です。

代数学級数シグマ公式多項式
2025/7/1

1. 問題の内容

k=1n(3k27k)\sum_{k=1}^{n} (3k^2 - 7k) を計算する問題です。

2. 解き方の手順

まず、シグマの性質を使って、和を分解します。
k=1n(3k27k)=3k=1nk27k=1nk\sum_{k=1}^{n} (3k^2 - 7k) = 3\sum_{k=1}^{n} k^2 - 7\sum_{k=1}^{n} k
次に、k=1nk2\sum_{k=1}^{n} k^2k=1nk\sum_{k=1}^{n} k の公式を使います。
k=1nk2=n(n+1)(2n+1)6\sum_{k=1}^{n} k^2 = \frac{n(n+1)(2n+1)}{6}
k=1nk=n(n+1)2\sum_{k=1}^{n} k = \frac{n(n+1)}{2}
これらの公式を代入すると、
3k=1nk27k=1nk=3n(n+1)(2n+1)67n(n+1)23\sum_{k=1}^{n} k^2 - 7\sum_{k=1}^{n} k = 3 \cdot \frac{n(n+1)(2n+1)}{6} - 7 \cdot \frac{n(n+1)}{2}
=n(n+1)(2n+1)27n(n+1)2= \frac{n(n+1)(2n+1)}{2} - \frac{7n(n+1)}{2}
=n(n+1)(2n+1)7n(n+1)2= \frac{n(n+1)(2n+1) - 7n(n+1)}{2}
=n(n+1)(2n+17)2= \frac{n(n+1)(2n+1-7)}{2}
=n(n+1)(2n6)2= \frac{n(n+1)(2n-6)}{2}
=2n(n+1)(n3)2= \frac{2n(n+1)(n-3)}{2}
=n(n+1)(n3)= n(n+1)(n-3)

3. 最終的な答え

n(n+1)(n3)n(n+1)(n-3)

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